KR100788087B1 - 액정 장치 및 그 구동 방법과 전자기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화소 전극의 형상을 특별히 고안하는 일 없이, 도트 반전 구동을 한 경우에 비해 보다 고속인 초기 전이를 실현할 수 있는 액정 장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 액정 장치는, 초기 전이 시에, 임의의 제 1 행의 모든 화소 전극에 대하여 같은 전압을 인가하고, 또한 상기 임의의 제 1 행과 열 방향에 인접하는 제 2 행의 복수의 화소 전극에 대해서는, 임의의 한 개의 화소 전극의 양옆 두 개의 화소 전극의 전압이 상기 한 개의 화소 전극의 전압에 비해 모두 높든지, 또는 모두 낮게 되는 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 전극 화소에 대하여 행한다.

Description

액정 장치 및 그 구동 방법과 전자기기{LIQUID CRYSTAL DEVICE AND DRIVING METHOD OF THE SAME, AND ELECTRONIC APPARATUS}

도 1은 실시예 1에 따른 액정 장치의 평면도,

도 2는 도 1의 H-H'선 단면도,

도 3은 동 액정 장치의 회로 구성을 나타내는 블럭도,

도 4는 동 액정 장치의 전이 모드에 있어서의 신호 파형을 나타내는 도면,

도 5는 동 액정 장치의 표시 모드에 있어서의 신호 파형을 나타내는 도면,

도 6은 전이 모드에 있어서의 각 화소 전극에의 인가 전압 패턴을 나타내는 도면,

도 7은 전이 모드에 있어서의 액정 분자의 거동을 설명하기 위한 도면,

도 8은 실시예 2에 따른 액정 장치의 전이 모드에 있어서의 신호 파형을 나타내는 도면,

도 9는 전이 모드에 있어서의 각 화소 전극에의 인가 전압 패턴을 나타내는 도면,

도 10은 전이 모드에 있어서의 액정 분자의 거동을 설명하기 위한 도면,

도 11은 실시예 3에 있어서의 인가 전압 패턴의 조합을 나타내는 도면,

도 12는 동 액정 장치에 있어서의 신호 파형을 나타내는 도면,

도 13은 전이 모드에 있어서의 각 화소 전극에의 인가 전압 패턴을 나타내는 도면,

도 14는 전이 모드에 있어서의 각 화소 전극에의 인가 전압 패턴을 나타내는 도면,

도 15는 전이 모드에 있어서의 각 화소 전극에의 인가 전압 패턴을 나타내는 도면,

도 16은 전이 모드에 있어서의 각 화소 전극에의 인가 전압 패턴을 나타내는 도면,

도 17은 전이 모드에 있어서의 각 화소 전극에의 인가 전압 패턴을 나타내는 도면,

도 18은 실시예 4에 따른 액정 장치에 있어서의 신호 파형을 나타내는 도면,

도 19는 전이 모드에 있어서의 각 화소 전극에의 인가 전압 패턴을 나타내는 도면,

도 20은 종래의 도트 반전 구동에 의한 액정 분자의 거동을 설명하기 위한 도면,

도 21은 종래의 라인 반전 구동에 의한 액정 분자의 거동을 설명하기 위한 도면,

도 22는 전자기기의 일례를 나타내는 사시도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

9 : 화소 전극 10 : TFT 어레이 기판

20 : 대향 기판 25 : 커먼 전극

30 : TFT 100 : 액정 장치

50 : 액정 55 : 액정 용량

본 발명은 액정 장치 및 그 구동 방법, 전자기기에 관한 것이고, 특히 OCB(Optical Compensated Birefringence) 모드의 액정 장치에 관한 것이다.

특히, 액정 텔레비전 등으로 대표되는 액정 장치의 분야에서는, 최근, 동화상의 화질 향상을 목적으로 하여 응답 속도가 빠른 OCB 모드의 액정 장치가 각광을 받고 있다. OCB 모드에 있어서, 초기 상태에서는 액정 분자가 두 장의 기판 사이에서 스프레이 형상으로 열린 스프레이 배향으로 되어 있고, 표시 동작 시에는 액정 분자가 활 모양으로 꺾인 상태(밴드 배향)로 되어 있어야 한다. 이것은 표시 동작 시에 밴드 배향의 꺾임의 정도로 투과율을 변조하기 때문이다. OCB 모드의 액정 장치의 경우, 전원 차단 시에 액정은 초기 상태의 스프레이 배향이기 때문에, 전원 투입 시에 임의 임계값 전압 이상의 전압을 액정에 인가함으로써 초기의 스프레이 배향으로부터 표시 동작 시의 밴드 배향으로 액정의 배향 상태를 전이시키는, 이른바 초기 전이 조작이 필요해진다. 여기서, 초기 전이가 충분히 이루어지지 않으면 표시 불량이 발생하거나, 소망의 고속 응답성을 얻을 수 없기 때문에, 이들의 점을 해결하도록 하기의 특허 문헌 1, 특허 문헌 2의 기술이 제안되어 있다.

(특허 문헌 1) 일본 공개 특허 공보 제2002-328399호

(특허 문헌 2) 일본 공개 특허 공보 제2002-357808호

특허 문헌 1, 2에서는, 서로 인접하는 화소 전극 및 화소 전극(또는, 화소 전극 및 배선)에 서로 역극성의 전압을 인가(도트 반전 구동)하는 것에 의해 이들 사이에 횡 전계를 발생시켜, 액정에 디스크리네이션을 생기게 하고 있다. 이에 따라, 액정 중에 전이 핵을 발생하기 쉽게 하는 것에 의해 밴드 배향으로의 전이를 고속으로 하고 있다. 이 방법은 횡 전계에 의해 액정 분자가 좌우로 회전하는 것을 전이 핵의 발생에 이용하고 있기 때문에, 액정 분자의 회전 방향을 제어하는 것이 중요하다. 그래서, 예컨대, 특허 문헌 2에서는, 인접하는 화소 전극 및 화소 전극 사이에 횡 전계를 발생시키고, 또한 화소 전극의 가장자리에 돌기를 마련하는 등 하여 화소 전극의 형상을 고안하여, 회전 방향을 제어하고 있다.

그러나, 예컨대, 도트 반전 구동과 같이 인접하는 화소 전극 사이에 단지 역극성의 전압을 인가하는 것만으로는, 아직 밴드 배향으로의 전이가 충분히 고속이라고는 말할 수 없고, OCB 모드에 필수적인 초기 전이를 보다 고속으로 실현하는 것이 요망되고 있다. 또한, 특허 문헌 2와 같이 화소 전극의 형상을 변경한 경우, 개구율의 저하나 액정 분자의 배향 불량 등의 불량이 발생할 우려가 있다. 특히 화소 면적이 작아지면, 이들 문제는 현저해지게 된다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 화소 전극의 형상을 특별히 고안하는 일 없이, 도트 반전 구동을 한 경우에 비해 보다 고속인 초기 전이를 실현할 수 있는 액정 장치 및 그 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이러한 액정 장치를 구비하는 것에 의해 동화상 시인성에 우수한 표시가 가능한 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정 장치는 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치로서, 상기 전이 시에, 임의의 제 1 행에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 동일 전압을 인가하고, 또한 상기 제 1 행과 열 방향으로 인접하는 제 2 행의 복수의 화소 전극 중, 임의의 한 개의 화소 전극의 양옆 두 개의 화소 전극에, 상기 한 개의 화소 전극에의 인가 전압과 비교하여 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 상기 매트릭스 형상으로 배열되는 복수의 화소 전극 중 적어도 일부에 대하여 행하고, 상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차가 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 액정 장치는 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치로서, 상기 전이 시에, 서로 인접하는 두 개의 행과 서로 인접하는 두 개의 열로 구성되는 임의의 네 개의 화소 전극에 대하여, 제 1 행의 두 개의 화소 전극과 제 2 행의 두 개의 화소 전극에서 같은 열에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 행의 화소 전극에, 제 1 행의 화소 전극에의 인가 전압과 비교하여, 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하고, 또한, 제 1 열의 두 개의 화소 전극과 제 2 열의 두 개의 화소 전극에서 같은 행에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 열의 화소 전극에, 제 1 열의 화소 전극에의 인가 전압과 비교하여, 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고, 상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차가 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 액정 장치는 한 쌍의 기판 중 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치로서, 상기 전이 시에, 서로 인접하는 두 개의 행 과 서로 인접하는 두 개의 열로 구성되는 임의의 네 개의 화소 전극에 대하여, 제 1 행의 두 개의 화소 전극과 제 2 행의 두 개의 화소 전극에서 같은 열에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 행의 화소 전극에, 한쪽 열에 위치하는 제 1 행의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 높고, 다른쪽 열에 위치하는 제 1 행의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 낮은 전압을 인가하며, 또한 제 1 열의 두 개의 화소 전극과 제 2 열의 두 개의 화소 전극에서 같은 행에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 열의 화소 전극에, 제 1 열의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고, 상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차가 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 세 개의 본 발명의 액정 장치에 있어서는, 적어도 1조의 화소 전극 사이의 전압은 상기 액정 분자의 회전 방향이 다른 영역을 발생시켜, 그들 영역의 경계에서 디스크리네이션을 생기게 하는 전압인 것이 바람직하다.

OCB 모드의 초기 전이에 대해서는, 상술한 바와 같이, 이미 몇 개의 방법이 제안되어 있고, 액정 분자가 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이할 때에, 트위스트 배향을 경유하는 것에 의해 전이가 원활하게 진행되는 것이 알려져 있다. 특히, 90° 이상의 트위스트가 바람직하다. 그 하나로, 액정 분자의 회전 방향이 다른 시계 회전과 반시계 회전의 두 가지의 영역을 발생시켜, 그들 영역의 경계에 서 90° 이상의 트위스트를 생기게 하여 디스크리네이션을 발생시킨다고 하는 방법이 있다. 그리고, 이 영역 중 전이에 필요한 임계값 전압 이상이 인가된 영역이 기점(이것을 전이 핵이라고 함)으로 되어 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 변화된다. 이것도 이미 주지의 것이다.

상세한 것은 이후의 각 「실시예」의 항에서 설명하지만, 본 발명자는 종래의 초기 전이의 방법인 도트 반전 구동에서도 액정 분자의 회전 방향이 다른 두 개의 영역이 생기지만, 그와 동시에 액정 분자의 회전 방향이 규정되지 않는 영역도 생겨, 그 영역이 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 배향 변화를 지연시키는 원인으로 되어있는 것을 밝혀내었다. 이에 대하여, 본 발명에 있어서는, 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 화소 중 인접하는 복수의 화소 전극에 대하여, 상술한 바와 같은 대소 관계의 전압을 인가하는 전압 인가 동작을 행하면, 도트 반전 구동과 같이 액정 분자의 회전 방향이 규정되지 않은 영역이 발생되지 않게 된다. 따라서, 액정 분자의 회전 방향이 다른 두 개의 영역의 경계에 발생되는 전이 핵에 의해 초기 전이를 원활하게 진행시킬 수 있어, 초기 전이에 요하는 시간을 단축할 수 있다. 본 발명의 보다 상세한 작용에 대해서도 후술한다.

상기한 본 발명에 있어서, 전압 인가 동작에서 인가되는 모든 전압이 상기 임계값 전압 이상인 것이 바람직하다.

액정의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에는 어느 일정값 이상의 전압(임계값 전압)이 필요하다. 초기 전이 시에는 복수의 화소 전극에 인가되는 복수의 전압 중 일부가 임계값 전압을 초과하기만 하면 그 개소에 전이 핵이 발 생하고, 그로부터 전이가 전파하여 밴드 배향이 전체적으로 넓어져 간다. 그러나, 전이의 전파에 의존할수록, 표시 영역 전체의 초기 전이에 이르기까지의 속도가 지연된다. 따라서, 전압 인가 동작에서 인가되는 모든 전압이 임계값 전압 이상이면, 본 발명의 장점을 최대로 살릴 수 있어, 초기 전이에 요하는 시간을 보다 단축할 수 있다.

또한, 전압 인가 동작을 표시 영역의 모든 복수의 화소 전극에 대하여 행하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 표시 영역 내의 일부 영역의 복수의 화소 전극에 대하여 본 발명 특유의 전압 인가 동작을 적용하면, 전이의 전파에 의해 표시 영역 전체를 초기 전이로 이행시킬 수 있지만, 그것에서 초기 전이의 속도가 지연된다. 그래서, 표시 영역의 모든 복수의 화소 전극에 대하여 상기한 전압 인가 동작을 행하면, 초기 전이에 요하는 시간을 보다 단축할 수 있다.

또한, 상기 세 개의 본 발명의 액정 장치 중, 최초의 두 개에 대해서는, 전압 인가 동작에서 상기 제 1 행의 화소 전극과 상기 제 2 행의 화소 전극에서 소정의 기준 전위에 대하여 역극성의 전압을 인가하고, 또한 각 행의 화소 전극에 전압을 인가하는 전압의 극성을 단위 시간마다 반전시키는 구성을 채용하여도 좋다. 또한, 상기 세 개의 본 발명의 액정 장치의 모두에 대하여, 전압 인가 동작에서 상기 제 1 행의 화소 전극과 상기 제 2 행의 화소 전극에서 소정의 기준 전위에 대하여 동극성의 전압을 인가하고, 또한 각 행의 화소 전극에 인가하는 전압의 극성을 단위 시간마다 반전시키는 구성을 채용하여도 좋다.

즉, 전자의 구성은 이른바 라인 반전 구동이라고 불리는 것이고, 후자의 구성은 이른바 프레임 반전 구동이라고 불리는 것이다. 구체적으로는, 이들 라인 반전 구동이나 프레임 반전 구동을 하는 것에 의해 본 발명의 전압 인가 동작을 실현할 수 있다.

또한, 상기 세 개의 본 발명의 액정 장치에 있어서는, 상기 전이 시에서의 전압 인가 동작 후, 상기 복수의 화소 전극 각각에 대하여, 소정의 기준 전위에 대하여 계조에 따른 전압을 각각 인가하는 구성이 바람직하다.

본 발명의 액정 장치는 한 쌍의 기판 중 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치로서, 상기 전이 시에, 임의의 제 1 행의 복수의 화소 전극에 대하여 같은 전압을 인가하고, 또한 상기 제 1 행과 열 방향에 인접하는 제 2 행에, 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖는 화소 전극이 하나 걸러 발생하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 실행하고, 상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차가 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 액정 장치는 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치로서, 상기 전이 시에, 모든 행에서 1행 중의 복수의 화소 전극에 대하여 다른 전압을 인가하고, 또한 같은 행에 대하여 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖는 화소 전극이 하나 걸러 발생하며, 또한, 같은 열에 대하여 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖는 화소 전극이 하나 걸러 발생하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고, 상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차가 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또한 다른 액정 장치는 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치로서, 상기 전이 시에, 모든 행에서 1행 중의 복수의 화소 전극에 대하여 다른 전압을 인가하고, 또한 1행의 모든 화소 전극에 대하여 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖는 행과, 1행의 모든 화소 전극에 대하여 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖지 않는 행이 교대로 발생하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고, 상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차가 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 세 개의 본 발명의 액정 장치에 있어서는, 적어도 1조의 화소 전극 간의 전압은 상기 액정 분자의 회전 방향이 다른 영역을 발생시키고, 그들 영역의 경계에서 디스크리네이션을 생기게 하는 전압인 것이 바람직하다.

상기 세 개의 본 발명의 액정 장치는, 앞서 기재한 본 발명의 액정 장치가 인접하는 화소 전극에의 인가 전압의 대소 관계로 표현한 것인 데 대하여, 등전위선의 형상으로 표현한 것이고, 실질적인 작용은 완전히 동일하다. 따라서, 이들 본 발명의 액정 장치에 있어서도, 초기 전이의 속도가 빠르게 되어, 초기 전이에 요하는 시간을 단축할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 액정 장치의 구동 방법은, 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치의 구동 방법으로서, 상기 전이 시에, 임의의 제 1 행에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 같은 전압을 인가하고, 또한 상기 제 1 행과 열 방향으로 인접하는 제 2 행의 복수의 화소 전극 중, 임의의 한 개의 화소 전극의 양옆 두 개의 화소 전극에, 상기 한 개의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 상기 매트릭스 형상으로 배열되는 복수의 화소 전극 중 적어도 일부에 대하여 행하고, 상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차를 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상으로 설정한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 액정 장치의 구동 방법은, 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복 수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치의 구동 방법으로서, 상기 전이 시에, 서로 인접하는 두 개의 행과 서로 인접하는 두 개의 열로 구성되는 임의의 네 개의 화소 전극에 대하여, 제 1 행의 두 개의 화소 전극과 제 2 행의 두 개의 화소 전극에서 같은 열에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 행의 화소 전극에, 제 1 행의 화소 전극에의 인가 전압에 비해, 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하며, 또한, 제 1 열의 두 개의 화소 전극과 제 2 열의 두 개의 화소 전극에서 같은 행에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 열의 화소 전극에, 제 1 열의 화소 전극에의 인가 전압에 비해, 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고, 상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차를 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상으로 설정한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 액정 장치의 구동 방법은, 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치의 구동 방법으로서, 상기 전이 시에, 서로 인접하는 두 개의 행과 서로 인접하는 두 개의 열로 구성되는 임의의 네 개의 화소 전극에 대하여, 제 1 행의 두 개의 화소 전극과 제 2 행의 두 개의 화소 전극에서 같은 열에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 행의 화소 전극에, 한쪽 열에 위치하는 제 1 행의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 높고, 다른쪽 열에 위치하는 제 1 행의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 낮은 전압을 인가하며, 또한 제 1 열의 두 개의 화소 전극과 제 2 열의 두 개의 화소 전극에서 같은 행에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 열의 화소 전극에, 제 1 열의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고, 상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차를, 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상으로 설정한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 세 개의 본 발명의 액정 장치에 있어서는, 적어도 1조의 화소 전극간 전압은 상기 액정 분자의 회전 방향이 다른 영역을 발생시켜, 그들 영역의 경계에서 디스크리네이션을 생기게 하는 전압인 것이 바람직하다.

이들 본 발명의 액정 장치의 구동 방법에 의하면, 액정 분자의 회전 방향이 규정되지 않은 영역이 생기지 않기 때문에, 액정 분자의 회전 방향이 다른 두 개의 영역의 경계에 생기는 전이 핵에 의해 초기 전이를 원활하게 진행시킬 수 있다. 그 결과, 초기 전이의 속도가 빠르게 되어, 초기 전이에 요하는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 본 발명의 전자기기는 상기 본 발명의 액정 장치를 구비한 것을 특징 으로 한다. 본 발명에 의하면, 상기 본 발명의 액정 장치를 구비한 것에 의해 동화상 시인성에 우수한 표시가 가능한 전자기기를 실현할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

<실시예 1>

우선, 본 발명의 실시예 1에 따른 액정 장치에 대하여 설명한다.

실시예 1에 따른 액정 장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하「TFT」라고 약기함)를 화소 스위칭 소자로서 이용한 액티브 매트릭스형 표시 장치이다.

도 1은 이 액정 장치를 각 구성 요소와 함께 대향 기판 쪽으로부터 본 평면도이며, 도 2는 도 1의 H-H'선 단면도이다. 또, 도 1 및 도 2에서, 각 층이나 각 부재를 도면 상에서 인식 가능한 정도의 크기로 하기 위해, 축척을 다르게 하고 있다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 따른 액정 장치(100)는 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)이 밀봉재(52)에 의해 접합되고, 이 밀봉재(52)에 의해 구획된 영역 내에 액정(50)이 밀봉되어 있다. 액정(50)은 정(正)의 유전율 이방성을 갖고, 초기 상태에서는 스프레이 배향을 나타내는 한편, 표시 동작 시에는 밴드 배향을 나타내는 OCB 모드이다.

밀봉재(52)의 안쪽 영역에는, 차광성 재료로 이루어지는 차광막(53)이 형성되어 있다. 밀봉재(52)의 바깥쪽 주변 회로 영역에는, 데이터선 구동 회로(201) 및 외부 회로 실장 단자(202)가 TFT 어레이 기판(10)의 한 변을 따라 각각 형성되어 있고, 이 한 변에 인접하는 두 변에 따른 영역에는, 주사선 구동 회로(104)가 형성되어 있다. TFT 어레이 기판(10)의 남는 한 변에는, 표시 영역(40)의 양쪽에 마련된 주사선 구동 회로(104) 사이를 접속하기 위한 복수의 배선(105)이 마련된다. 또한, 대향 기판(20)의 각 부에서는, TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에서 전기적 도통을 취하기 위한 도통재(106)가 2개소 배치되어 있다.

도 3은 액정 장치(100)의 전기적인 구성을 나타내는 도면이다.

이 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에서는 768행의 주사선(3a)이 도면에서 각각 수평 방향으로 연장하는 한편, 1024열의 데이터선(6a)이 도면에서 수직 방향으로 연장하고 있다. 그리고, 이들 주사선(3a)과 데이터선(6a)의 교차부에 대응하여, 각각 화소(60)가 마련된다. 따라서, 본 실시예에서, 화소(60)는 세로 768행×가로 1024열의 매트릭스 형상으로 배열하는 것으로 된다. 이와 같이 화소(60)가 매트릭스 형상으로 배열되는 영역이 표시 영역(40)이다.

또, 본 실시예에서는, 주사선(3a)이 연장되는 수평 방향을 「행 방향」이라 하고, 데이터선(6a)이 연장하는 수직 방향을 「열 방향」이라 하여, 각각 편의적으로 부르기로 한다.

화소(60)에 있어서는, n채널형 TFT(30)의 소스가 데이터선(6a)에 접속되고, 또한 그 드레인이 화소 전극(9)에 접속되는 한편, 게이트가 주사선(3a)에 접속되어 있다. 화소 전극(9)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, TFT 어레이 기판(10)에 형성되는 한편, 대향 기판(20)에는, 모든 화소 전극(9)에 대향하도록 커먼 전극(25)이 마련된다. 이 때문에, 화소(60)마다, 화소 전극(9)과 커먼 전극(25) 사이에 액정(50)을 유지한 액정 용량(55)이 구성되게 된다.

그런데, TFT 어레이 기판(10) 및 대향 기판(20)의 대향면에는, 배향막(도시하지 않음)이 각각 형성되고, 또한 본 실시예에서는 어느 쪽의 배향막에 대하여 행 방향으로 러빙 처리가 실시되고 있다. 이 때문에, 기판면의 배향막 부근에 위치하는 액정 분자는 그 장축이 행 방향을 따라 각각 배향된다. 한편, 기판끼리의 중간부근에 위치하는 액정 분자는 전압 무인가 상태에 있으면, 기판면의 배향막 부근에 위치하는 액정 분자의 배향 방향과 연속성을 유지하도록 배향하기 때문에, 평면 방향에서 보면 행 방향을 따라, 단면 방향에서 보면 기판면 방향과 거의 평행하게 배향된다(스프레이 배향). 후술하는 표시 모드에 있어서는, TFT 어레이 기판(10)으로부터 대향 기판(20)까지에 걸쳐, 액정 분자를 활등과 같은 대칭 형상으로 배향시켜, 즉, 기판 사이의 중심을 향함에 따라 기판면과 수직 방향으로 되는 상태(밴드 배향)가 전제로 된다. 이 때문에, OCB 모드의 액정을 이용하는 경우에는, 액정 분자를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시킬 필요가 있다.

본 실시예에서는, 후술하는 전이 모드에서, 각 화소 전극에 대하여 소정 패턴으로 전압을 인가함으로써, 액정 분자를 스프레이 배향으로부터 효율적으로 밴드 배향으로 전이시킨다. 그리고, 밴드 배향으로의 전이 후에, 계조에 따른 전압을 액정 용량(55)에 인가·유지시키면, 당해 액정 용량(55)은 유지한 전압의 실효치에 따라 단위 시간당 투과 광량이 변화된다. 이에 따라, 액정에 입사된 광이 변조되어 계조 표시가 가능해진다.

또, 커먼 전극(25)에는, 시간적으로 일정한 전압 LCcom이 상술한 실장 단자(202) 및 도통재(106)를 경유하여 인가된다. 본 실시예에 있어서는, 전압 LCcom에 대해서는 5V로 하고있다.

또한, 화소(60)마다, 축적 용량(17)이 마련된다. 이 축적 용량(17)은 액정 용량(55)과 전기적으로 병렬로 되도록, TFT(30)의 드레인(화소 전극(9))과, 일정한 전위, 예컨대, 접지 전위 Gnd에 유지된 용량선(3b) 사이에 전기적으로 삽입되어 있다.

주사선 구동 회로(104)는 1, 2, 3, …, 768행 째의 주사선(3a)에, 각각 주사 신호 G1, G2, G3, …, G768을 공급하는 것이다. 또, 주사선 구동 회로(104)는 도 1에서 표시 영역(40)의 양쪽에 배치하고 있지만, 이것은 주사선의 일단쪽과 타단쪽에서 주사 신호의 지연이 발생하지 않도록 하기 위함이다. 이 때문에, 전기적으로 보면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 표시 영역(40)의 한 쪽에 한 개 배치하는 구성과 등가이다.

데이터선 구동 회로(201)는 1, 2, 3, …, 1024열째의 데이터선(6a)에, 각각 데이터 신호 S1, S2, S3, …, S1024를 공급하는 것이다.

설명의 편의상, 1, 2, 3, …, 768행 째의 주사선(3a) 중 서로 인접하는 (n+1), (n+2), (n+3)행 째의 주사선의 3행에 각각 공급되는 주사 신호를, 일반적으로 G(n+1), G(n+2), G(n+3)행이라고 표기한다. 여기서, (n+1), (n+2), (n+3)는, 모두 본 실시예에서는, 1 이상 768 이하의 정수이다.

마찬가지로, 1, 2, 3, …, 1024열째의 데이터선(6a) 중, 서로 인접하는 (m+1), (m+2), (m+3)열째의 데이터선의 3열에 각각 공급되는 데이터 신호를, 일반적으로 S(m+1), S(m+2), S(m+3)행이라고 표기한다. 여기서, (m+1), (m+2), (m+3)는 모두 본 실시예에서는 1 이상 1024 이하의 정수이다.

또한, 실시예 1에서는, 화소 전극에의 기입 극성을 주사선에 대응하는 행마다 반전하는 행(라인) 반전 방식으로서 설명한다.

또, 본 실시예에서 전압의 기준은 접지 전위 Gnd이지만, 기입 극성의 기준은 커먼 전극(25)에 인가되는 전압 LCcom(=5V)이다. 바꾸어 말하면, 본 실시예에서는, 데이터 신호에 한해서 말하면, 전압 LCcom보다 하이 레벨 쪽을 정극성으로 하고, 로우 레벨 쪽을 부극성으로 하고있다. 단, 후술하는 바와 같이, 커먼 전극(25)에 인가하는 전압 LCcom을 데이터 신호의 진폭 중심인 기입 극성의 기준 전위와 다르게 설정하는 경우가 있다.

다음에, 액정 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다.

이 액정 장치(100)는 전원 투입 직후에 소정 시간 경과할 때까지 전이 모드로서 초기 전이 동작을 실행하고, 이에 따라 액정 분자를 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시키고, 그런 후, 표시 모드로 이행하여 표시 동작을 실행한다.

우선, 액정 장치(100)에 있어서의 전이 모드에 대하여 설명한다. 전이 모드에서, 주사선 구동 회로(104)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 각 프레임에 걸쳐, 주사 신호 G1, G2, G3, …, G768을 수평 주사 기간 H마다 순차 배타적으로 H 레벨로 한다.

데이터선 구동 회로(201)는, 전이 모드에서, 우선 다음과 같은 데이터 신호 를 공급한다. 즉, 어떤 프레임(i 프레임이라 함)에서, 데이터선 구동 회로(201)는, 1행 째의 주사선이 선택되어 주사 신호 G1이 H레벨로 되는 수평 주사 기간 H에, 모든 데이터 신호를 정극성인 10V로 한다. 여기서, 주사 신호 G1이 H 레벨로 되면, 1행 째의 주사선(3a)에 대응하는 1행 분의 화소(60)에 있어서는, TFT(30)가 도통(온) 상태로 되므로, 데이터선(6a)에 공급된 데이터 신호의 전압이 화소 전극(9)에 인가된다. 이 때문에, 1행 째의 화소 1행분의 화소 전극(9)에는, 전부 10V의 전압이 인가된다. 모든 화소 전극(9)에 대향하는 커먼 전극(25)에의 인가 전압 LCcom은 5V에서 시간적으로 일정하므로, 1행 째의 모든 액정 용량(55)에는, 커먼 전극(25)의 전위를 기준으로 보면, 전부 +5V의 전압이 유지되게 된다.

또, 도 4에서, 데이터 신호에 있어 세로 방향의 전압 스케일은 주사 신호의 전압 스케일보다 확대되고 있다(후술하는 동일한 도면에 있어서도 마찬가지임).

다음에, 데이터선 구동 회로(201)는 주사 신호 G2가 H 레벨로 되면, 데이터 신호 S(m+1)를 0V, 데이터 신호 S(m+2)를 3V, 데이터 신호 S(m+3)를 0V로 되도록, 부극성의 0V, 3V를 열마다 교대로 데이터선(6a)에 인가한다. 이 때문에, 2행 째의 화소 1행분의 화소 전극(9)에는, 열마다 교대로 0V, 3V의 전압이 인가되므로, 2행 째의 화소 1행분의 액정 용량(55)에는, 전압 -5V, -2V가 열마다 교대로 유지되게 된다.

계속해서, 데이터선 구동 회로(201)는 주사 신호 G3이 H 레벨로 되면, 주사 신호 G1이 H 레벨로 된 수평 주사 기간 H와 마찬가지로, 모든 데이터 신호를 정극성의 10V로 한다. 이에 따라, 3행 째의 모든 화소 전극(9)에는, 10V의 전압이 인 가되고, 액정 용량(55)에는, +5V의 전압이 유지되게 된다.

데이터선 구동 회로(201)는 주사 신호 G4가 H 레벨로 되면, 주사 신호 G2가 H 레벨로 된 수평 주사 기간 H와 마찬가지로, 부극성의 0V, 3V를 열마다 교대로 데이터선(6a)에 인가한다. 이에 따라, 4행 째의 모든 화소 전극(9)에는, 열마다 교대로 0V, 3V의 전압이 인가되고, 액정 용량(55)에는, 전압 -5V, -2V가 열마다 교대로 유지되게 된다.

이 i 프레임에서, 이하 마찬가지의 동작은 주사 신호 G768이 H 레벨로 될 때까지 반복된다.

따라서, i 프레임에서는, 기수 (1, 3, 5, …, 767)행 째의 화소 전극(9)에는, 전부 10V의 전압이 인가되는 한편, 우수 (2, 4, 6, …, 768)행 째의 화소 전극(9)에는, 열마다 0V, 3V의 전압이 교대로 인가되게 된다.

다음 (i+1) 프레임에서도, 주사선 구동 회로(104)는 주사 신호 G1, G2, G3, …, G768을 수평 주사 기간 H 마다 순차 배타적으로 H 레벨로 한다. 또한, 데이터선 구동 회로(201)는 주사 신호 G1이 H 레벨로 되는 수평 주사 기간 H에서, 모든 데이터 신호를 부극성의 0V로 한다. 이에 따라, 1행 째의 화소 1행분에서, 화소 전극(9)에는 0V의 전압이 인가되고, 액정 용량(55)에는 -5V의 전압이 유지되게 된다.

계속해서, 데이터선 구동 회로(201)는 주사 신호 G2가 H 레벨로 되면, 데이터 신호 S(m+1)를 10V, 데이터 신호 S(m+2)를 7V, 데이터 신호 S(m+3)를 10V로 되도록, 정극성인 10V, 7V를 열마다 교대로 데이터선(6a)에 인가한다. 이에 따라, 2 행 째의 화소 1행분에 있어, 화소 전극(9)에는, 열마다 교대로 10V, 7V의 전압이 인가되고, 액정 용량(55)에는, 전압 +5V, +2V가 열마다 교대로 유지되게 된다.

이 (i+1) 프레임에서, 이하 마찬가지인 동작은 주사 신호 G768이 H 레벨로 될 때까지 반복된다.

따라서, (i+1) 프레임에서는, 기수행 째의 화소 전극(9)에는, 전부 0V의 전압이 인가되는 한편, 우수행 째의 화소 전극(9)에는, 열마다 10V, 7V의 전압이 교대로 인가되게 된다.

이 때문에, 본 실시예에서는, 동일한 화소(60)에 대하여 보면, i 프레임과, (i+1) 프레임에서 액정 용량(55)에 유지되는 전압은 극성만이 서로 다르고, 절대값은 동일하다. 이 때문에, 전이 모드에서 복수 프레임에 걸쳐 봤을 때에, 각 액정 용량(55)에 직류 성분의 인가가 회피되어, 액정(50)의 열화가 방지된다.

또한, 화소 전극(9)에 10V 또는 0V가 인가된 액정 용량에서의 유지 전압의 절대값은 5V이며, 화소 전극(9)에 3V 또는 7V가 인가된 액정 용량에 있어서의 유지 전압의 절대값은 2V이다. 이들의 절대값의 전압은 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20) 사이에서 밀봉되는 액정(50)이 밴드 배향으로 전이하는데 필요한 임계값 전압을 초과하는 전압이다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 전이 모드에서는, 액정 용량(55) 사이에 유지되는 액정(50)이 밴드 배향으로 확실하게 전이되게 된다.

전이 모드에 의해 밴드 배향으로 전이된 후에, 표시 모드로 되면, 표시 내용에 따른 전압이 각 화소 전극에 기입된다. 상세하게는, 주사선 구동 회로(104)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 전이 모드와 마찬가지로, 각 프레임에 걸쳐 주사 신호 G1, G2, G3, …, G768을 수평 주사 기간 H마다 순차 배타적으로 H 레벨로 하지만, 데이터선 구동 회로(201)는 H 레벨로 된 주사선(3a)에 대응하는 화소(60)에 대하여, 계조에 따른 전압의 데이터 신호를 공급한다.

예컨대, 데이터선 구동 회로(201)는 어떤 프레임(j 프레임으로 함)에 있어, (m+1)열째의 데이터선(6a)에 공급하는 데이터 신호 S(m+1)의 전압을, 주사 신호 G(n+1)이 H 레벨로 되었을 때에는 (n+1)행 째의 주사선(3a)과 (m+1)열째의 데이터선(6a)의 교차에 대응하는 화소의 계조에 따른 부극성의 전압(도면에 있어 ↓)으로 하고, 주사 신호 G(n+2)가 H 레벨로 되었을 때에는 (n+2)행 째의 주사선(3a)과(m+1)열째의 데이터선(6a)의 교차에 대응하는 화소의 계조에 따른 정극성의 전압(도면에 있어 ↑)으로 하는 한편, 다음 (j+1) 프레임에서, 주사 신호 G(n+1)이 H 레벨로 되었을 때에는 (n+1)행 째의 주사선(3a)과 (m+1)열째의 데이터선(6a)의 교차에 대응하는 화소의 계조에 따른 정극성의 전압(도면에 있어 ↑)으로 하고, 주사 신호 G(n+2)가 H 레벨로 되었을 때에는 (n+2)행 째의 주사선(3a)과 (m+1)열째의 데이터선(6a)의 교차에 대응하는 화소의 계조에 따른 부극성의 전압(도면에 있어 ↓)으로 한다.

또, 도 5에서는, 데이터 신호에 대하여, (m+1)열째의 데이터선(6a)에 공급되는 데이터 신호 S(m+1)을 대표로 하여 설명했으므로, 그 외에 대해서는 생략하고 있다.

다음에, 본 실시예에서, 전이 모드 시에, 도 4에 나타내는 바와 같은 데이터 신호의 전압을 인가하는 이유에 대하여 설명한다.

도 6은 (n+1)행, (n+2)행 및 (n+3)행의 3행과, (m+1)열, (m+2)열 및 (m+3)열의 3열과의 교차에 대응하는 총 9개의 화소(60)의 화소 전극(9)에, i 프레임에서 인가되는 전압 등을 나타내는 도면이다.

즉, 일반적으로 말하면, (n+2)행의 모든 화소 전극에 서로 같은 전압을 인가하고, 또한 (n+2)행과 인접하는 (n+1)행 및 (n+3)행의 복수의 화소에 대해서는, 1행 중의 임의의 하나의 화소 전극에 대하여 양옆 두 개의 화소 전극에의 인가 전압이 중앙의 한 개의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 모두 높든지(0V가 인가된 화소 전극을 중심으로 하여 보면 양옆이 모두 높음), 또는 모두 낮게 되는(3V가 인가된 화소 전극을 중심으로 하여 보면 양옆이 모두 낮음) 전압을 인가하는 것을 의미한다.

이 때, (n+2)행 중에서 인접하는 화소 전극 사이를 제외한, 다른 모든 화소 전극 사이에서 전위차가 발생한다. 여기서, 화소 전극간 거리는 TFT 어레이 기판(10)과 대향 기판(20)의 셀 갭보다 좁기 때문에, 전계의 강도는 화소 전극(9)과 커먼 전극(25) 사이보다, 화소 전극(9)끼리의 사이 쪽이 강하게 된다. 이 때문에, 본 실시예에서는, 화소 전극(9) 사이에서의 전계의 강도는 화소 전극(9)과 커먼 전극(25) 사이에 임계값 전압을 인가한 경우보다 강하게 되므로, (n+2)행 중에서 인접하는 화소 전극간을 제외한 다른 모든 화소 전극간에 발생하는 전압차는 액정 분자를 면내에서 회전시키는 전압, 즉, 화소 전극의 경계 영역에서 디스크리네이션을 발생시키는데 충분한 전압이다.

또, 도 6 및 이후의 마찬가지의 도면에서, 전계(전위차)가 발생한 화소 전극 사이에는 화살표를 부여하고, 그 화살표의 방향은 화살표의 기단측이 고전압 쪽, 화살표의 선단측이 저전압 쪽을 나타낸다.

도 7은 도 6에서의 (n+1)행 및 (n+2)행의 6개의 화소 전극 부근에서의 액정 분자의 움직임을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 7을 이용하여 액정 분자의 움직임을 설명하기 전에, 비교예로서 종래의 도트 반전 구동을 채용했을 때에 충분한 고속 응답성을 얻을 수 없는 이유에 대하여 고찰한다.

본 실시예의 도 7에 대하여, 종래의 도트 반전 구동의 일례에 대응하는 도면이 도 20이다. 도 20에 나타내는 예에서는, 행마다 및 열마다 인접하는 화소 전극에 대하여 0V, 10V의 전압이 교대로 인가되고 있다. 도 20 및 이후의 마찬가지의 도면에서는, 등전위선을 1점 쇄선으로 나타내고 있다.

전압 무인가 시에는 액정 분자가 러빙 방향을 따라 행 방향을 따라 배향했었지만, 액정 분자가 정의 유전율 이방성을 갖고 있으므로, 전압이 인가되면, 액정 분자가 도 20에 나타내는 바와 같이, 전계 방향을 따라(환언하면, 등전위선과 직교하는 방향으로) 회전한다.

여기서, 도 20에 있어, 파선으로 나타내는 원 A1, B1, E1, F1로 둘러싼 영역에 착안하면, 영역 A1, F1에서는, 전압 무인가 시에 행 방향을 향하고 있었던 A점, F점 근방의 액정 분자가 전압 인가 시에는 행 방향과 액정 분자의 장축이 이루는 각이 작은 방향으로부터 커지는 방향을 향해 회전하기 시작하므로, 화살표 A2, F2의 방향(시계 방향)으로 회전하는 것으로 된다.

한편, 영역 B1, E1에서는, 전압 무인가 시에 행 방향을 향하고 있던 B점, E 점 근방의 액정 분자가, 전압 인가 시에는 영역 A1, F1과는 반대로 화살표 B2, E2의 방향(반시계 방향)으로 회전한다. 따라서, 상술한 바와 같이, 서로 다른 회전 방향을 갖는 영역 A1과 영역 B1의 경계 및 영역 E1과 영역 F1의 경계의 영역 D(디스크리네이션의 영역)의 화소 전극에 관한 부분 D1(사선부)이 전이 핵 발생의 기점으로 되어, 전이가 시작된다.

그러나, 영역 A1과 영역 E1의 경계 및 영역 B1과 영역 F1의 경계, 즉 타원으로 둘러싼 영역 C1에 착안하면, 이 영역은 전압 무인가 시에 행 방향을 향하고 있던 액정 분자의 회전 방향이 순간적으로는 정해지지 않는다. 이 영향을 받아, A점, B점 및 E점, F점 부근의 액정 분자의 회전 지연이 발생한다. 그 결과, 영역 C1에서의 다른 회전 방향의 경계 형성에도 지연이 발생하기 때문에, 전이 핵의 발생이 지연되어, 이것이 초기 전이를 충분히 고속화할 수 없는 원인으로 되고있다.

또한, 비교예로서, 종래의 라인 반전 구동의 일례에 대응하는 도면이 도 21이다. 도 21에 나타내는 예에서는, 각 행의 모든 화소 전극에 대하여 0V가 인가되고, 그와 인접하는 행의 모든 화소 전극에 대하여 10V의 전압이 인가되고 있다. 이 도면에 나타내어지는 라인 반전 구동에서는, 도 20에 나타낸 종래의 도트 반전 구동과 등전위선의 형상이 다르지만, 액정 분자의 거동은 도 20에 나타내는 예와 유사하고, 역시 각 행간의 중앙 부근에서는 전이 핵이 발생하기 어려워, 초기 전이를 충분히 고속화할 수 없다.

이에 대하여, 본 실시예에 의하면, 도 7에 나타내는 바와 같이, (n+2)행의 모든 화소 전극에 대하여 같은 전압이 인가되고, 또한 (n+2)행과 열 방향에 인접하 는 (n+1)행의 화소 전극 및 (n+3)행의 화소 전극(도 7에서는 생략)에 착안하면, 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖는 화소 전극(0V가 인가된 화소 전극)이 하나 걸러 나타나고 있다. 이 때문에, 도 7에 나타내는 바와 같이, 파선으로 나타낸 원 A3, B3으로 둘러싼 두 개의 영역에 착안하면, 영역 A3에서는, 전압 무인가 시에 행 방향을 향하고 있던 A점 근방의 액정 분자가, 화살표 A4 방향(시계 방향)으로 회전하게 된다. 한편, 영역 B3에서는, 전압 무인가 시에 행 방향을 향하고 있던 B점 근방의 액정 분자가 전압 인가 시에는 영역 A3과는 반대로 화살표 B4 방향(반시계 방향)으로 회전한다.

이 때문에, 상술한 바와 같이, 서로 다른 회전 방향을 갖는 영역 A3과 영역 B3의 경계 영역 D(디스크리네이션의 영역)의 화소 전극에 관한 부분 D1(사선부)이 전이 핵 발생의 기점으로 되고, 전이가 시작하여, 밴드 배향 영역이 확대된다.

즉, 도 7에서, (n+1)행과 (n+2)행의 화소 전극간 전압, 및 (n+1)행의 중심에 위치하는 (m+2)열의 화소 전극과 그 양옆의 (m+1)열, (m+3)열의 화소 전극간의 전압은 서로 액정 분자의 회전 방향이 다른 영역을 발생시키는 전압, 바꾸어 말하면, 그들 영역의 경계에서 디스크리네이션을 생기게 하는 전압이다.

여기까지는, 도 20에 나타내는 종래의 도트 반전 구동의 경우와 마찬가지이지만, 본 실시예에서, 도 20과 다른 것은 인접하는 행간의 등전위선에 착안하면, 행 방향에 직선적으로 연장하는 부분이 존재하지 않고, 위로 볼록하게 되도록 만곡하지 않은 점에 있다. 그 때문에, 본 실시예에서는, 액정 분자가 행 방향을 향한 채로 회전 방향이 정해지지 않은 장소(도 20에서의 영역 C1)가 존재하지 않고, 행 간의 중앙 부근의 액정 분자도 반드시 시계 방향, 반시계 방향 중 어느 하나의 회전 방향으로 회전하도록 하므로, 도 20의 도트 반전 구동의 경우와 비교해서, 전체로서 전이 핵이 발생하기 쉽게 된다.

도 6에서는, i 프레임인 경우에 대하여 설명했지만, (i+1) 프레임에서는, 도 6에서의 전계의 방향이 전부 역전되는 것으로만 되어 있고, 그 크기는 동일하므로, 마찬가지로 전이 핵이 발생하기 쉽게 된다.

따라서, 본 실시예의 액정 장치에 의하면, 화소 전극의 형상을 특별히 고안하는 일 없이, 화소 전극과 커먼 전극 사이에 유지된 액정뿐만 아니라, 행간에 중앙 부근에 위치하는 액정에 대해서도 초기 전이에 요하는 시간을 단축하는 것이 가능해지므로, 고속 응답성을 구비한 OCB 모드의 액정 장치를 실현할 수 있다.

또, 도 6에서는, 3행3열의 9개의 화소 전극만을 취출하여 도시했지만, 도시하지 않은 화소 전극에 대해서는, 도 6에 나타내는 패턴의 반복이다.

또한, 실제의 액정 분자는 화소 전극에 비하여 매우 작지만, 도 7, 도 20 및 도 21에서는 액정 분자를 설명하기 위해 확대하여 나타내고 있다(후술하는 도 10, 도 13, 도 15에서도 마찬가지임).

또한, 실시예 1에서는, 주사선(3a)의 연장 방향을 행 방향으로 하여 러빙 방향으로 설정하고, 또한 전이 모드에서 제 (n+2) 행의 화소 전극(9)에 대하여 10V, 0V의 전압을 프레임마다 전환하여 인가했지만, 러빙 방향을 데이터선(6a)의 연장 방향으로 설정하고, 또한 도 6에 나타내는 전압 패턴을 시계 방향(또는 반시계 방향)으로 90도 회전시킨 패턴의 전압을 화소 전극에 인가하여도 좋다. 즉, 본 발명 에서, 행 방향과 열 방향은 서로 상대적인 개념이며, 매트릭스 배열에서의 한쪽과 다른쪽의 관계이다.

<실시예 2>

다음에, 본 발명의 실시예 2에 따른 액정 장치에 대하여 설명한다.

이 실시예 2에 따른 액정 장치의 구성은 도 1, 도 2 및 도 3에 나타내는 실시예 1과 마찬가지이고, 전이 모드에서 화소 전극(9)에 인가하는 전압 패턴이 상이할 뿐이다. 이 때문에, 실시예 2에서는, 전이 모드에서 화소 전극(9)에 인가하는 전압 패턴에 대해서만 설명하는 것으로 한다.

이 때문에, 실시예 2에서는, 전이 모드에서 인가하는 신호 파형을 나타내는 도 8, 화소 전극(9)에 인가하는 전압 패턴을 나타내는 도 9 및 액정 분자의 거동을 나타내는 도 10을 참조하여 설명하는 것으로 한다.

도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 임의 i 프레임에서는, (n+1)행, (n+2)행 및 (n+3)행(이들을 포함하는 표시 영역의 모두)의 모든 화소 전극에 정극성 전압을 인가한다. 단, 다음(i+1) 프레임에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 극성이 반전되고, 모든 화소 전극에 부극성의 전압을 인가한다. 즉, 실시예 2는 프레임 반전 구동이다.

구체적으로는, i 프레임에서 (n+1)행 및 (n+3)행의 화소 전극에 대해서는, (m+1)열→(m+2)열→(m+3)열의 순서로 6V, 8V, 6V의 전압을 각각 인가하는 한편, (n+2)행의 화소 전극에 대해서는, 이 열의 모두에 10V의 전압을 인가한다. 커먼 전극(25)의 전압이 5V이기 때문에, 상기한 모든 전압은 정극성이다.

실시예 2에서는, 각 화소 전극(9)에 인가되는 전압값이 다르지만, 인접하는 각 화소 전극에의 인가 전압의 고저의 관계는, 도 6에 나타낸 실시예 1과 완전히 동일하다.

따라서, 실시예 2에서, (n+1)행 및 (n+3)행의 화소 전극에 6V, 8V를 열마다 교대로 인가하고, (n+2)행의 화소 전극에 10V를 인가한 경우에, 도 9에 나타내는 바와 같이, 화소 전극 사이에서의 전계를 나타내는 화살표의 유무 및 화살표의 방향은 실시예 1과 완전히 동일하다.

즉, 실시예 2에서도, (n+2)행의 모든 화소 전극에 대하여 같은 전압을 인가하고, 또한 (n+2)행과 열 방향에 인접하는 (n+1)행 및 (n+3)행의 복수의 화소 전극에 대해서는, 1행 중의 임의의 하나의 화소 전극의 양옆 두 개의 화소 전극의 전압이 중앙의 한 개의 화소 전극의 전압에 비해 모두 높든지, 또는 모두 낮게 되는 전압을 인가하고 있다. 또, 이들 인가 전압은 모두 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 초기 전이에 필요한 임계값 전압 이상이다.

따라서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 등전위선의 형상이 실시예 1과 거의 같으므로(실제로는 전압값이 다르기 때문에, 완전히 동일하지는 않지만, 거의 같아 지장은 없음), 액정 분자의 거동도 실시예 1과 동일하다.

이 때문에, 실시예 2에서도, i 프레임에서 화소 전극에 10V, 즉, (i+1) 프레임에서 화소 전극 0V가 인가되는 행(도 10에서 (n+2)행) 중에서 인접하는 화소 전극 사이를 제외하고, 다른 모든 화소 전극 사이에서 전위차가 발생하므로, 이들 화 소 전극 사이에서 횡 전계가 발생하며, 이 횡 전계에 의해 액정 분자가 면내에서 회전하도록 한다. 이 때, 종래의 도트 반전 구동 등과 달리, 행간의 중앙 부근의 액정 분자도 시계 방향(A6 방향), 반시계 방향(B6 방향) 중 어느 하나의 회전 방향으로 회전하기 때문에, 전이 핵이 발생하기 쉽게 되어, 초기 전이를 충분히 고속화할 수 있다. 따라서, 실시예 2와 같은 프레임 반전 구동을 한 경우에도, 화소 전극의 형상을 특별히 고안하는 일 없이, 초기 전이에 요하는 시간을 단축할 수 있어, 고속 응답성을 구비한 OCB 모드의 액정 장치를 실현할 수 있다.

또, 본 실시예의 경우에도, 도 10에서, (n+1)행과 (n+2)행의 화소 전극간 전압, 및 (n+1)행의 중심에 위치하는 (m+2)열의 화소 전극과 그 양옆 (m+1)열, (m+3)열의 화소 전극간 전압은 액정 분자의 회전 방향이 다른 영역을 발생시켜, 그들 영역의 경계에서 디스크리네이션을 생기게 하는 전압이다. 또한, (i+1) 프레임에서는, 전계 방향이 역전된 것뿐이므로, 설명은 생략한다.

<실시예 3>

계속해서, 본 발명의 실시예 3에 따른 액정 장치에 대하여 설명한다.

실시예 3에 따른 액정 장치의 구성에 대해서도, 실시예 1과 마찬가지이고, 전이 모드에서 화소 전극(9)에 인가하는 전압 패턴이 실시예 1 및 2와 상위할 뿐이다. 이 때문에, 실시예 3에서는, 전이 모드에서 인가하는 신호 파형 및 화소 전극(9)에 인가하는 전압 패턴에 대해서만, 도 11 내지 도 17을 참조하여 설명하는 것으로 한다.

실시예 1 및 2에서는, 구체예로서 (n+2)행이 앞서 설명한 바와 같이, 행 방향으로 정렬되는 모든 화소 전극에 대하여 같은 전압(예컨대, 10V)이 인가되는 행이 존재하고 있었다. 그리고, 이것에 인접하는 상하 행의 화소 전극에 대해서는, 같은 열 방향에 인접하는 화소 전극 사이에서 다른 전압(예컨대, 실시예 1에서는 (m+1)열에서 0V와 10V, (m+2)열에서 3V와 10V)이 각각 인가되고 있었다. 그런데, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라, 화소 전극과 같은 전압이 인가되는 행이 존재하지 않아도 성립한다. 이것은 1행 중에서 행 방향에 인접하는 두 개의 화소 전극 사이에서 다른 전압이 인가되고, 1열 중에서 열 방향에 인접하는 두 개의 화소 전극 사이에서 다른 전압이 인가되는 것을 의미한다. 따라서, 이하에서는 2행 2열의 인접하는 네 개의 화소 전극에 착안한 것으로, 그 예에 대하여 설명한다.

2행 2열의 인접하는 네 개의 화소 전극에서, 행 방향 또는 열 방향에서 인접하는 두 개의 화소 전극 사이에서 다른 전압이 인가되었을 때 전압의 고저 관계의 패턴은, 도 11에 나타내는 바와 같이, 2⁴=16가지의 패턴이 생각된다. 그런데, 이들 16가지의 패턴 중에는, 그 대칭성으로부터 중복하는 패턴이 포함되어 있으므로, 실질적으로 다른 패턴은, 도 11에서 (1)∼(5)로 나타내는 5가지의 패턴이다. 따라서, 이하에서는 이들 5가지의 패턴에 대하여 고찰한다.

또, 화살표의 표시 방향은 도 5 등과 동일하고, 화살표의 기단측이 고전압 쪽, 화살표의 선단측이 저전압 쪽을 나타내고 있다. 또한, 실시예 3은 라인 반전의 경우를 예로 들고 있고, 예컨대, (n+1)행을 부극성, (n+2)행을 정극성으로서 생 각한다.

우선, (1)의 패턴에 대해서는, 주사 신호 및 데이터 신호를, 도 12에서의 i 프레임으로 나타내는 바와 같은 파형으로 함으로써, 도 13에 나타내는 바와 같이, 행 방향으로 봤을 때에는 (n+1)행, (n+2)행 모두, (m+1)열의 화소 전극의 전압에 대하여 (m+2)열의 화소 전극의 전압을 높게 한다. 또한, 열 방향으로 봤을 때에는 (m+1)열, (m+2)열 모두, (n+1)행의 화소 전극의 전압에 대하여 (n+2)행의 화소 전극의 전압 쪽이 높게 되어 있다. 구체적으로는, 라인 반전 구동을 예로 들면, (n+1)행 (m+1)열의 화소 전극에 0V가, (n+1)행 (m+2)열의 화소 전극에 3V가, (n+2)행 (m+1)열의 화소 전극에 8V가, (n+2)행 (m+2)열의 화소 전극에 10V가 각각 인가된다.

이와 같이 전압이 인가된 경우의 등전위선의 모양을 도 13에 나타내면, 실시예 1의 도 7과 비교하여, (n+2)행의 인접하는 화소 전극간 등전위선의 유무가 다르지만, 액정 분자의 배향 방향에 대한 영향이라는 관점에서는 서로 아주 유사하다. 즉, 영역 A7에서는 액정 분자가 화살표 A8의 방향(시계 방향)으로 회전하는 한편, 영역 B7에서는 액정 분자가 화살표 B8의 방향(반시계 방향)으로 회전한다. 따라서, 영역 A7과 영역 B7의 경계 영역 D(디스크리네이션의 영역)의 화소 전극에 관한 부분 D1(사선부)이 전이 핵 발생의 기점으로 되어, 전이가 시작한다. 그리고, 인접하는 행간의 등전위선이 만곡하고 있어, 행간의 중앙 부근의 액정 분자도 반드시 시계 방향, 반시계 방향 중 어느 하나의 회전 방향으로 회전한다. 그 결과, 전이 핵이 발생하기 쉽게 되어, 초기 전이를 충분히 고속화할 수 있다.

또, 도 13에 있어서의 (n+1)행과 (n+2)행의 화소 전극간 전압, 및 (n+1)행의 중심에 위치하는 (m+2)열의 화소 전극과 그 양옆 (m+1)열, (m+3)열의 화소 전극의 화소 전극간 전압은 액정 분자의 회전 방향이 다른 영역을 발생시키고, 그들 영역의 경계에서 디스크리네이션을 생기게 하는 전압이다. 또한, (i+1) 프레임에 있어서는, 전계 방향이 역전된 것뿐이므로, 설명은 생략한다.

다음에, (2)의 패턴에 대해서는, 도 14에 나타내는 바와 같이, (n+2)행 (m+1)열(좌하)의 화소 전극 및 (n+2)행 (m+3)열(우하)의 화소 전극에서, 전압의 고저 관계가 이와 같은 화살표를 만족하는 전압(10V보다 낮고, 또한 0V보다 낮은 전압)을 취할 수 없다.

계속해서, (3)의 패턴에 대해서는, 예컨대, 도 15에 나타내는 바와 같이, 행 방향으로 봤을 때에 (n+1)행에서는, (m+1)열의 화소 전극에 인가된 전압에 대하여 (m+2)열의 화소 전극에의 인가 전압 쪽이 낮고, (n+2)행에서는, (m+1)열의 화소 전극에 인가된 전압에 대하여 (m+2)열의 화소 전극에의 전압 쪽이 높게 되어 있다. 또한, 열 방향으로 봤을 때에, (m+1)열, (m+2)열 모두, (n+1)행의 화소 전극에 인가된 전압에 대하여, (n+2)행의 화소 전극에의 인가 전압쪽이 높게 되어 있다. 구체적으로는, (n+1)행 (m+1)열의 화소 전극에 3V, (n+1)행 (m+2)열의 화소 전극에 0V, (n+2)행 (m+1)열의 화소 전극에 8V, (n+2)행 (m+2)열의 화소 전극에 10V의 전압이 각각 인가된다.

이와 같이, 전압이 인가된 경우의 등전위선의 모양은, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 인접하는 행간의 등전위선이 행 방향으로 대략 직선 형상으로 연장하고 있고, 0V가 인가된 화소 전극과 10V가 인가된 화소 전극 주위를 각각 둘러싸고 있다. 이 모양은 종래의 도트 반전 구동의 도 20과 약간 유사하고, 영역 A9, B11에서는 액정 분자가 화살표 A10, B12의 방향(시계 방향)으로 회전하는 한편, 영역 A11, B9에서는 액정 분자가 화살표 A12, B10의 방향(반시계 방향)으로 회전한다.

그런데, 행간의 중앙 부근의 영역 C9에 착안하면, 이 영역에서는 전압 무인가 시에 원래 행 방향을 향하고 있던 액정 분자의 회전 방향이 순간적으로 정해지지는 않는다. 이 때문에, 영역 A9, B9 및 A11, B11의 액정 분자의 회전 지연이 발생한다. 그 결과, 영역 A9-B9 사이, 영역 A11-B11 사이의 다른 회전 방향의 경계 형성에도 지연이 발생하기 때문에, 전이 핵의 발생이 지연되어, 초기 전이를 충분히 고속화할 수 없다.

또, (4)의 패턴에 대해서는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 모든 화소 전극에서, 전압의 고저 관계가 이러한 화살표를 만족하는 전압을 취할 수 없다. (5)의 패턴에 대해서도, 도 17에 나타내는 바와 같이, (n+2)행 (m+1)열(좌하)의 화소 전극 및 (n+1)행 (m+3)열(우하)의 화소 전극에서, 전압의 고저 관계가 이러한 화살표를 만족하는 전압(10V보다 낮고, 또한 3V보다 낮은 전압)을 취할 수 없다.

이상을 정리하면, 초기 전이를 고속화할 수 있는 것은, 5가지의 패턴 중 (1)의 패턴뿐이다. (1)의 패턴의 특징은 전압의 고저 관계로 말하면, 행 방향과 열 방향에 인접하는 네 개의 화소 전극에 대하여, (n+1)행의 두 개의 화소 전극과(n+2)행의 두 개의 화소 전극에서 같은 열에 위치하는 화소 전극끼리의 인가 전압을 비교했을 때에, (n+1)행의 화소 전극의 전압에 비해 (n+2)행의 화소 전극의 전압이 모두 높든지 모두 낮고, 또한 (m+1)열의 두 개의 화소 전극과 (m+2)열의 두 개의 화소 전극에서 같은 행에 위치하는 화소 전극끼리의 전압을 비교했을 때에(m+1)열의 화소 전극의 전압에 비해 (m+2)열의 화소 전극의 전압이 모두 높든지, 모두 낮게 되는 전압을 인가하는 것이다.

또한, 등전위선의 특징으로 말하면, 같은 행의 복수의 화소 전극에 대하여 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖는 것이 하나 걸러 발생하고, 또한 같은 열의 복수의 화소 전극에 대하여 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖는 것이 하나 걸러 발생하는 전압을 인가하는 것이다. 간단히 말하면, 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖는 화소 전극이 행 및 열마다 교대로 배열되도록 전압을 인가하는 것이다.

이러한 전압 인가 패턴을 채용함으로써, 실시예 1 및 2 이외의 패턴, 즉, 행 방향으로 인접하는 두 개의 화소 전극 사이에서 다른 전압을 인가하고, 또한, 열 방향에 인접하는 두 개의 화소 전극 사이에서 다른 전압을 인가한 경우에도, 화소 전극의 형상을 특별히 고안하는 일 없이, 초기 전이에 요하는 시간을 단축할 수 있어, 고속 응답성을 구비한 OCB 모드의 액정 장치를 실현할 수 있다.

<실시예 4>

본 발명의 실시예 4에 따른 액정 장치에 대하여 설명한다.

실시예 4에 따른 액정 장치의 구성에 대해서도, 실시예 1과 마찬가지이고, 전이 모드에 있어 화소 전극(9)에 인가하는 전압 패턴이 다른 실시예와 상이할 뿐 이다. 이 때문에, 실시예 4에서는, 도 18에, 전이 모드에서 인가하는 신호 파형을 나타내고, 도 19에, 화소 전극(9)에 인가하는 전압 패턴에 대하여 나타내여 설명하는 것으로 한다.

실시예 4에서는, 도 18 및 도 19에 나타내는 바와 같이, i 프레임에서 (n+1)행 및 (n+2)행의 모든 화소 전극에 정극성의 전압을 인가한다. 단, 도 18에 나타내는 바와 같이, 이 다음의 (i+1) 프레임에서는 극성을 반전하여, 모든 화소 전극에 부극성의 전압을 인가한다. 즉, 실시예 4는 프레임 반전 구동이다. 구체적으로는, i 프레임에서 (n+1)행의 화소 전극에 대하여 (m+1)열→(m+2)열의 순서로 7V, 8V의 전압을 각각 인가한다. 한편, (n+2)행의 화소 전극에 대해서는, (m+1)열→(m+2)열의 순서로 6V, 10V의 전압을 각각 전압을 인가한다. 커먼 전극(25)의 전압은 5V이기 때문에, 상기한 모든 전압은 정극성으로 된다.

즉, 이 전압 인가 패턴을 일반적으로 말하면, 임의의 제 1 행 (n+1)행의 두 개의 화소 전극과 제 2 행 (n+2)행의 두 개의 화소 전극에서 같은 열에 위치하는 화소 전극끼리의 전압을 비교했을 때에, 한쪽 열 (m+2)열에 위치하는 제 1 행의 화소 전극의 전압에 비해 제 2 행의 화소 전극의 전압이 높고, 다른쪽 열 (m+1)열에 위치하는 제 1 행의 화소 전극의 전압에 비해 제 2 행의 화소 전극의 전압이 낮고, 또한 제 1 열의 두 개의 화소 전극과 제 2 열의 두 개의 화소 전극에서 같은 행에 위치하는 화소 전극끼리의 전압을 비교했을 때에, 제 1 열의 화소 전극의 전압에 비해 제 2 열의 화소 전극의 전압이 모두 높든지, 또는 모두 낮게 되는 전압을 인가하는 것이다.

또, 이들 인가 전압은, 액정 용량(55)에 유지된 액정(50)을, 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 초기 전이에 필요한 임계값 전압 이상이다. 또한, (i+1) 프레임에서는, 전계 방향이 역전된 것뿐이므로, 설명은 생략한다.

따라서, 도 19에 나타내는 바와 같이, (n+2)행 중 모든 화소 전극 사이에서 전위차가 발생하므로, 이들 모든 화소 전극 사이에서 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선이 발생하여, 액정 분자가 면내에서 회전하도록 한다. 또, (n+1)행 중 모든 화소 전극 사이에서는 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선이 발생하지 않고, 화소 전극 사이에서 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선이 발생하는 행과 발생하지 않는 행이 교대로 생기게 된다. 이 때, 종래의 도트 반전 구동 등과 달리, 행간의 중앙 부근의 액정 분자도 시계 방향, 반시계 방향 중 어느 하나의 방향으로 회전하기 때문에, 전이 핵이 발생하기 쉽게 되어, 초기 전이를 충분히 고속화할 수 있다. 따라서, 실시예 4와 같은 프레임 반전 구동을 한 경우에도, 화소 전극의 형상을 특별히 고안하는 일 없이, 초기 전이에 요하는 시간을 단축할 수 있어, 소망의 고속 응답성을 구비한 OCB 모드의 액정 장치를 실현할 수 있다.

또, 실시예 4에서도, 도 19에서, (n+1)행과 (n+2)행의 화소 전극간 전압 및 (m+1)열과 (m+2)열의 화소 전극간 전압은 서로 액정 분자의 회전 방향이 다른 영역을 발생시키고, 그들 화소 전극 영역의 경계에서 디스크리네이션을 생기게 하는 전압이다. 본 실시예는, 화소 전극간 전압의 대소 관계만으로 말하면, 실시예 3에서 검토한 5가지의 패턴 중 (2)의 패턴과 동등이다. 즉, 실시예 3에서는 라인 반전 구동이라는 제약을 마련했기 때문에, (2)의 패턴은 실현 불가능했지만, 프레임 반 전 구동을 채용하면 (2)의 패턴으로도 실현할 수 있는 것으로 된다.

또한, 각 실시예 등에서는, 커먼 전극(25)에 인가하는 전압 LCcom을, 극성 반전의 기준 전위와 일치시키고 있었지만, TFT(30)가 n 채널형인 경우, 당해 TFT의 게이트·드레인간의 기생 용량에 기인하여, 온으로부터 오프 시에 드레인(화소 전극(9))의 전위가 저하하는 현상(푸시다운, 관통, 필드스루 등으로도 불림)이 발생한다. 액정의 열화를 방지하기 위해, 액정 용량(55)에서는 교류 구동이 원칙이므로, 하이 레벨(정극성) 쪽과 로우 레벨(부극성) 쪽으로 교대로 기록을 하지만, 전압 LCcom을 극성 반전의 기준 전위로서 교대 기록을 행하면, 푸시다운 때문에, 액정 용량(55)에 유지되는 전압의 실효치는 부극성 기록 쪽이 정극성 기록보다 커진다. 이 때문에, TFT(30)가 n 채널형이면, 액정 용량의 전압 실효치가 서로 같아지도록, 커먼 전극(25)에 인가하는 전압 LCcom을, 데이터 신호의 진폭 중심 전위보다 약간 낮게 설정하는 경우가 있다.

<전자기기>

이하, 본 발명의 전자기기의 일 실시예에 대하여, 도 22를 이용하여 설명한다.

도 22는 상기 실시예의 액정 장치를 구비한 휴대 전화기의 사시도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 휴대 전화기(1300)는 복수의 조작 버튼(1302), 수화구(1303), 송화구(1304)와 함께, 상기 실시예의 액정 장치로 이루어지는 표시부(1301)를 구비하고 있다. 본 실시예에 의하면, 상기 실시예의 액정 장치가 구비 되므로, 고속의 초기 전이가 실현되어, OCB 모드에 의한 동화상 시인성에 우수한 표시가 가능해진다.

또, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변경을 가할 수 있다. 예컨대, 상기한 실시예에서 예시한 전압 인가 패턴의 구체적인 전압값은 단지 일례에 지나지 않고, 적절히 변경이 가능하다. 또한, 액정 장치의 기본 구성은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 화소 스위칭 소자로서, TFT가 아니라, 박막 다이오드(Thin Film Diode)를 이용한 액정 장치에 있어서도, 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되므로, 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.

상술한 설명에서는, 표시 영역(40)의 일부를 대표하는 의미로, (n+1)행, (n+2)행, (n+3)행과, (m+1)열, (m+2)열, (m+3)열의 교차에 대응하는 화소 전극에 인가하는 전압 인가 패턴으로 설명하고, 그 외에 대해서는, 이 전압 인가 패턴의 반복으로서 설명했지만, 표시 영역(40) 일부의 화소 전극에 대하여 상기 전압 인가 패턴을 적용하면, 초기 전이의 고속화는 일단 가능하다. 단, 표시 영역(40)에 있어서의 모든 화소 전극에 대하여 적용하는 것이 바람직하다.

또한, 전이 모드에서, 밴드 배향으로의 전이에 요하는 임계값 전압 이상인 전압이 인가되는 화소 전극(9)은 표시 영역(40)의 일부이더라도 상관없지만, 표시 영역(40)의 전부인 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 화소 전극의 형상을 특별히 고안하는 일 없이, 도트 반전 구동을 한 경우에 비해 보다 고속인 초기 전이를 실현할 수 있는 액정 장치 및 그 구동 방법을 제공할 수 있고, 또한 이러한 액정 장치를 구비하는 것에 의해 동화상 시인성에 우수한 표시를 할 수 있는 전자기기를 제공할 수 있다.

Claims (17)

1. 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치로서,

   상기 전이 시에,

   임의의 제 1 행에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 동일 전압을 인가하고, 또한 상기 제 1 행과 열 방향으로 인접하는 제 2 행의 복수의 화소 전극 중, 임의의 한 개의 화소 전극의 양옆 두 개의 화소 전극에, 상기 한 개의 화소 전극에의 인가 전압과 비교하여 모두 높든지, 또는, 모두 낮은 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 상기 매트릭스 형상으로 배열되는 복수의 화소 전극 중 적어도 일부에 대하여 행하고,

   상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차의 절대값이 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상인 것

   을 특징으로 하는 액정 장치.
2. 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치로서,

   상기 전이 시에,

   서로 인접하는 두 개의 행과 서로 인접하는 두 개의 열로 구성되는 임의의 네 개의 화소 전극에 대하여, 제 1 행의 두 개의 화소 전극과 제 2 행의 두 개의 화소 전극에서 같은 열에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 행의 화소 전극에, 제 1 행의 화소 전극에의 인가 전압과 비교하여, 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하고, 또한 제 1 열의 두 개의 화소 전극과 제 2 열의 두 개의 화소 전극에서 같은 행에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 열의 화소 전극에, 제 1 열의 화소 전극에의 인가 전압과 비교하여, 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고,

   상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차의 절대값이 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상인 것

   을 특징으로 하는 액정 장치.
3. 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치로서,

   상기 전이 시에,

   서로 인접하는 두 개의 행과 서로 인접하는 두 개의 열로 구성되는 임의의 네 개의 화소 전극에 대하여, 제 1 행의 두 개의 화소 전극과 제 2 행의 두 개의 화소 전극에서 같은 열에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 행의 화소 전극에, 한쪽 열에 위치하는 제 1 행의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 높고, 다른쪽 열에 위치하는 제 1 행의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 낮은 전압을 인가하며, 또한 제 1 열의 두 개의 화소 전극과 제 2 열의 두 개의 화소 전극에서 같은 행에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 열의 화소 전극에, 제 1 열의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고,

   상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차의 절대값이 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상인 것

   을 특징으로 하는 액정 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전압 인가 동작에 있어서 상기 제 1 행의 화소 전극과 상기 제 2 행의 화소 전극에서, 소정의 기준 전위에 대하여 역극성의 전압을 인가하고, 또한 각 행 의 화소 전극에 인가하는 전압의 극성을 단위 시간마다 반전시키는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전압 인가 동작에 있어서 상기 제 1 행의 화소 전극과 상기 제 2 행의 화소 전극에서, 소정의 기준 전위에 대하여 동극성의 전압을 인가하고, 또한 각 행의 화소 전극에 인가하는 전압의 극성을 단위 시간마다 반전시키는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전이 시의 전압 인가 동작 후, 상기 복수의 화소 전극 각각에 대하여, 소정의 기준 전위에 대해 계조에 따른 전압을 각각 인가하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전압 인가 동작에서 인가되는 모든 전압은 상기 임계값 전압 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전압 인가 동작은 상기 표시 영역의 모든 복수의 화소 전극에 대하여 행해지는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
9. 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치로서,

   상기 전이 시에,

   임의의 제 1 행의 복수의 화소 전극에 대하여 같은 전압을 인가하고, 또한 상기 제 1 행과 열 방향으로 인접하는 제 2 행에, 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖는 화소 전극이 하나 걸러 발생하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고,

   상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차의 절대값이 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상인 것

   을 특징으로 하는 액정 장치.
10. 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치로서,

    상기 전이 시에,

    모든 행에서 1행 중의 복수의 화소 전극에 대하여 다른 전압을 인가하고, 또한 같은 행에 대하여 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖는 화소 전극이 하나 걸러 발생하며, 또한 같은 열에 대하여 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖는 화소 전극이 하나 걸러 발생하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고,

    상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차의 절대값이 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상인 것

    을 특징으로 하는 액정 장치.
11. 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치로서,

    상기 전이 시에,

    모든 행에서 1행 중의 복수의 화소 전극에 대하여 다른 전압을 인가하고, 또한 1행의 모든 화소 전극에 대하여 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖는 행과, 1행의 모든 화소 전극에 대하여 자신의 주위를 둘러싸는 등전위선을 갖지 않는 행이 교대로 발생하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고,

    상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차의 절대값이 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상인 것

    을 특징으로 하는 액정 장치.
12. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 1조의 화소 전극간 전압은 상기 액정 분자의 회전 방향이 다른 영역을 발생시켜, 그들 영역의 경계에서 디스크리네이션을 발생시키는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
13. 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치의 구동 방법으로서,

    상기 전이 시에,

    임의의 제 1 행에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 같은 전압을 인가하고, 또한 상기 제 1 행과 열 방향으로 인접하는 제 2 행의 복수의 화소 전극 중, 임의의 한 개의 화소 전극의 양옆 두 개의 화소 전극에, 상기 한 개의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 상기 매트릭스 형상으로 배열되는 복수의 화소 전극 중 적어도 일부에 대하여 행하고,

    상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차의 절대값을, 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상으로 설정한 것

    을 특징으로 하는 액정 장치의 구동 방법.
14. 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치의 구동 방법으로서,

    상기 전이 시에,

    서로 인접하는 두 개의 행과 서로 인접하는 두 개의 열로 구성되는 임의의 네 개의 화소 전극에 대하여, 제 1 행의 두 개의 화소 전극과 제 2 행의 두 개의 화소 전극에서 같은 열에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 행의 화소 전극에, 제 1 행의 화소 전극에의 인가 전압에 비해, 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하며, 또한 제 1 열의 두 개의 화소 전극과 제 2 열의 두 개의 화소 전극에서 같은 행에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 열의 화소 전극에, 제 1 열의 화소 전극에의 인가 전압에 비해, 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고,

    상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차의 절대값을, 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상으로 설정한 것

    을 특징으로 하는 액정 장치의 구동 방법.
15. 한 쌍의 기판 중, 한쪽 기판에 복수의 화소 전극이 매트릭스 형상으로 배열되고, 상기 한 쌍의 기판 사이에 유지된 액정의 배향 상태를 초기 상태의 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로 전이시켜 표시를 행하는 OCB 모드의 액정 장치의 구동 방법으로서,

    상기 전이 시에,

    서로 인접하는 두 개의 행과 서로 인접하는 두 개의 열로 구성되는 임의의 네 개의 화소 전극에 대하여, 제 1 행의 두 개의 화소 전극과 제 2 행의 두 개의 화소 전극에서 같은 열에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 행의 화소 전극에, 한쪽 열에 위치하는 제 1 행의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 높고, 다른쪽 열에 위치하는 제 1 행의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 낮은 전압을 인가하며, 또한 제 1 열의 두 개의 화소 전극과 제 2 열의 두 개의 화소 전극에서 같은 행에 위치하는 화소 전극끼리 비교했을 때에, 제 2 열의 화소 전극에, 제 1 열의 화소 전극에의 인가 전압에 비해 모두 높든지, 또는 모두 낮은 전압을 인가하는 전압 인가 동작을, 상기 표시 영역의 적어도 일부에 대응하는 복수의 화소 전극에 대하여 행하고,

    상기 전압 인가 동작에서 인가되는 전압 중 적어도 일부와, 상기 한 쌍의 기판 중 다른쪽 기판에 형성된 전극의 전압과의 차의 절대값을, 스프레이 배향으로부터 밴드 배향으로의 전이에 필요한 임계값 전압 이상으로 설정한 것

    을 특징으로 하는 액정 장치의 구동 방법.
16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

    적어도 1조의 화소 전극간 전압은 상기 액정 분자의 회전 방향이 다른 영역을 발생시켜, 그들 영역의 경계에서 디스크리네이션을 발생시키는 것을 특징으로 하는 액정 장치의 구동 방법.
17. 청구항 1 내지 3, 청구항 9 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 액정 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 전자기기.

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